朱悦：雾霾与人类健康相关性研究的学术回顾
2015年2月28日，从央视辞职的柴静推出了她的雾霾调查《穹顶之下》纪录片，引起热议，并不乏非议。争论之一是雾霾与癌症发病的相关性问题。为了将讨论引向深入，凤凰大学问特约对雾霾与健康相关性问题感兴趣的北京大学经济学院朱悦同学对国外的相关权威研究进行了梳理。 编者按：2015年2月28日，从央视辞职的柴静推出了她的雾霾调查《穹顶之下》纪录片，引起热议，并不乏非议。争论之一是雾霾与癌症发病的相关性问题。为了将讨论引向深入，凤凰大学问特约对雾霾与健康相关性问题感兴趣的北京大学经济学院朱悦同学对国外的相关权威研究进行了梳理。现与公众分享：图片来源于络没有人喜欢雾霾，但每个人憎恶雾霾的理由未必相同。不过，如果一定要挑出一个最普遍的理由，则非健康问题莫属。如果再进一步，问一个问题：雾霾是怎么影响我们的健康的？可能很多人就说不清楚了。流传在微信和微博的一个说法是雾霾能够致癌，这确是一个可怕的问题，但雾霾是怎么致癌的，它会导致什么癌症，我们应该如何防治雾霾带来的负面效应？详细地了解这些问题可以为我们带来许多帮助。 要说清楚这个问题，必须弄清楚雾霾究竟是什么。通俗地来说，雾就是空气中悬浮的小水滴，霾则是空气中悬浮的大量干尘粒。这些尘粒究竟是什么东西呢？它们的组分非常复杂，按照现有的研究成果来看，尘粒中有过渡金属，有离子，有酸，也有蛋白质和细菌一类的成分。具体的比例也是伴随着测量的地点而有区别的，和当地的工业结构、气候条件和地理环境等都有关系，在两个地方测定的结果常常不完全相同。不过，以上几类都是比较常见的组成成分。这些尘埃是十分微小的，如果它们的空气动力学直径在2.5微米及以下，我们就把它们称作PM2.5。我们也可以类似地称呼PM10和PM1，以及PM0.5。这里的空气动力学直径是科学上的一个理想的近似，指的是它们在通过检测仪器时的动力特征和对应大小的理想球体相似，并不一定是真实大小。按照目前的研究成果来看，在中国，雾霾天气的产生和恶化和PM2.5有着非常密切的联系：大量PM2.5的产生会导致雾霾天气的形成和加强，而雾霾天气本身则又会导致PM2.5的进一步集聚。从我们判定雾霾天气的标准也可以看出雾霾和PM2.5的密切联系。一般而言，我们是按照能见度这个视觉标准来判定雾霾的，能见度小于10000米就叫做霾，但是，即使天气能见度大于10000米，如果PM2.5或者PM1超标，那么仍然可以判定这一天是雾霾天气。因此，我们在考察雾霾的时候应该用更加细致的视角，把它看成许许多多小尘埃小粒子的集合，每种粒子有自己的性质和特征，互相之间还可能有更复杂的互动。雾霾对健康的影响之所以复杂，也是因为雾霾本身的组成和它的外表一样，模模糊糊，难以辨清。这也导致这方面的研究很多，很复杂，必须分多个方面阐述。 大家最关心的可能是最终极的问题--雾霾对我的寿命究竟会有什么影响？或者说，雾霾和死亡率之间有什么关联？这方面的研究最早是美国人做的，成果也非常出名：哈佛大学公共卫生学院的教授Dockery在1993年就估计了美国六个大城市中微粒污染物对11-14岁之间青少年死亡率的影响。在控制了吸烟这些因素的之后，数据显示死亡率和污染程度之间有很明显的正相关关系，基本上污染程度越高，死亡率就越高，污染程度最重的城市的青少年死亡率是污染程度最轻的城市的1.26倍。德国的纽伦堡流行病研究中心的Peters等科学家2000年在德国做了类似的研究，结果显示死亡率和PM2.5之间有密切的关系，他们还给出了更加细致的结论：这些微粒污染物在夏天对公众健康的影响比在冬天更加显著；对70岁以上老人的影响比对70岁以下老人的影响更加显著。任教于伦敦大学学院的Schwartz等学者在2002年的研究给出了类似的结果，不过，他们指出：微粒污染物和死亡率之间的关系更有可能是非线性的。2005年，多伦多大学的Jerrett等学者利用美国洛杉矶的数据做了更加细致的研究，他们的统计使用了20000多个样本，控制了和死亡率有关的其他44个变量。结果显示，暴露在高污染下的个体，死亡风险是低污染环境下个体的1.17倍，这个结果是Dockery的研究成果是相当接近的，间接地佐证了前者研究的有效性。随后，有更多其它国家的学者跟进这一方面的研究。日本静冈大学的学者在静冈市所做的研究显示：如果只考虑一般的死亡情形，高微粒污染物只会带来1.02倍的额外风险，但是，如果更加细致地分解数据，考虑微粒污染通过影响心肺功能导致的死亡情形，则结果更加显著。污染导致了1.27倍的心脏疾病死亡风险和1.19倍的肺部疾病死亡风险。约翰霍普金斯大学的Halonen在2009年利用北欧的赫尔辛基和库奥皮奥两座城市的数据也做了类似的研究。尽管北欧在我们的印象中是环保工作十分给力的国家，但是，研究显示，这些国家的微粒污染也造成了更高的心肺疾病死亡率和总体死亡率。西班牙卡洛斯三世公共卫生研究中心的Diaz等学者在2014年利用西班牙马德里的数据也估计了同类的风险，发现同样的情形在西班牙也是显然存在的。以上的这些研究说明，PM2.5这一类污染物对于公众健康和人均寿命有着显著的影响。不过，这些研究的来源都是欧美国家，而我们可能更加好奇的是在中国发生的事情。关于中国的研究最早来自北京大学光华管理学院的陈玉宇和清华经管学院的李宏彬，他们发表在美国国家科学院院刊上的论文用淮河两岸供暖*策的差异做了一个自然实验，指出烧煤导致的污染使淮河北岸人均寿命下降了5年。不过，这篇文章的适用范围是有局限的。更全面的研究由希伯来耶路撒冷大学的Ebenstein等研究人员在2015年年初完成，他们的成果显示，PM10等微粒污染物对于预期寿命和心肺疾病致死率都有非常明显的影响。污染物浓度每上升100微克每立方米，5岁以下人群的预期寿命会减少1.5年，而5岁以上人群的预期寿命则会减少2.3年，心肺疾病导致的死亡在每十万人中平均会上升79例，这些结果和前面叙述的研究基本是一致的。世界卫生组织在2010年出具了一份相当全面详尽的关于PM2.5在全球对公众健康影响的报告，给出的研究结果基本可以相互印证。 不过，这只是一个大致的情况，我们知道了雾霾是不好的，PM2.5是不好的，对心肺功能有影响，但为了更好地应对这一情况，我们还需要探究微粒污染物导致发病和死亡的机理。这方面的研究也是相当丰富的。回到文章一开始提出的问题：雾霾真的会致癌吗？关于这个问题，我们的回答既是肯定的，又是否定的。肯定的一面是，在统计上，我们确实发现暴露在高浓度的PM2.5环境中会导致肺癌发病率和死亡率的上升；否定的一面则是，由于PM2.5的组分实在太过复杂，我们还没有能力详细而肯定地给出PM2.5导致肺癌发生的机理。关于肯定这一面的结论，最有力的研究来自Arden Pope等七名学者2002年发表在美国医学会杂志上的文章。Pope教授就职于杨百翰大学，是环境卫生领域的权威。他们的研究显示：空气中微粒污染物的浓度每上升10微克每立方米，因肺癌而导致的死亡率平均而言就将上升百分之八。关于否定这一面的结论，尽管没有十分过硬全面的研究，但科学家们已经发现了PM2.5这一类微粒污染物可能在以下几个方面破坏心肺系统的健康。加州大学伯克利分校的Monn和Becker两位学研究人员1997年完成的研究中指出PM10和PM2.5在特定条件下会导致细胞产生对抗反应，产生细胞因子并导致炎症反应。香港科技大学的Hsiao等几名学者在2000年的研究佐证了这一结论，法国里尔大学的Cachon等学者在2014年进行的数据分析也证实了这一点。而意大利那不勒斯大学的Polichetti教授等学者在2009年发表的文章则更加详细地考察了PM2.5导致心肺系统疾病的机理，说明了高浓度的PM2.5会导致个体有更高的风险发生心率失调、心肌梗塞和心脏骤停等问题，也更有可能患上气管炎和支气管炎。Arden Pope等学者则说明了微粒污染物也会导致缺血性心脏病的发生。此外，弗里德里希威廉大学的Hornberg等研究人员阐明，由于PM2.5微粒中包含一类细菌，它们表面的外*素也会刺激心肺系统，导致炎症反应。此外，PM2.5中还有一类被称作芳香烃的物质对人体健康也有极大的影响，法国滨海大学的Billet和Saint-Georges等学者在2008年发布的两项研究分别说明了PM2.5中的芳香烃可能诱导两种基因的不正确表达、山西大学的李瑞金等学者则利用小鼠作为实验对象，说明高浓度的PM2.5可能破坏细胞中的线粒体，从而导致细胞的损伤。而以上文献只是这方面研究中极其有限的一部分。 总而言之，PM2.5这一类微粒污染物是雾霾的主要成分，而它又可以导致一系列的公共健康问题。在微观层面上，它可以阻碍基因的正常表达，破坏细胞线粒体，从而损害细胞；也可以诱发炎症反应，导致发炎现象；还有可能诱导一系列严重的心肺疾病。在宏观上，我们有很明确的证据说明它和死亡率、心肺疾病发病率致死率和肺癌发病率致死率的相关关系。因此，雾霭应该被视为重要的公共健康领域的问题，社会要通力合作，个人也应当注意身体健康，采取更多的措施来保护自己。作者：北京大学经济学院经济学系本科生 朱悦（凤凰大学问特约稿件，未经允许禁止转载。：孔德继 kongdj@） 健美比赛后台：工作人员帮抹油 
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